高考化学一轮复习第四章第三节氮及其化合物课件

第三节氮及其化合物课标要求核心素养1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，理解氮及其化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.氮元素及其化合物常与物质制备、性质探究、定性定量测定相结合进行综合考查。1.证据推理与模型认知：能从原子守恒、电子守恒、电荷守恒的角度认识金属与硝酸反应的计算规律，形成模型意识。2.科学态度与社会责任：结合实例认识氮及其化合物的多样性，理解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用中的重要价值。[目标导航][自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)除去NO中的少量NO2，除杂试剂为H2O、无水CaCl2。()(2)NO2是酸性氧化物，与水反应生成硝酸。()(3)用Ba(OH)2

溶液可鉴别NH4Cl、(NH4)2SO4和K2SO4。()(4)液氨和氨水在组成上相同。()(5)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气。()(6)稀硝酸可除去试管内壁的银镜。()(7)Cu在KNO3

溶液和稀硫酸中均不溶解，但能溶解在其混合液中。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√错因：NO2

不是酸性氧化物，硝酸不是NO2

的水合物。错因：液氨是纯净物，氨水属于混合物。(6)√

(7)√2.(1)用NH4Cl和Ca(OH)2

制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为____________。(2)按下图装置进行NH3

性质实验。

①先打开旋塞1，B瓶中的现象是________________，原因是_______________________________________________________，稳定后，关闭旋塞1。

②再打开旋塞2，B瓶中的现象是___________________________________________________________________________。答案：(1)A、C、G(2)①有白烟生成A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 ②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红考点一氮气及其氧化物1.自然界中氮元素的存在及固定人工固氮2.氮气(1)物理性质无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(2)从分子结构角度认识N2

的化学性质

N2

分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以N2的化学性质很稳定，通常情况下难与其他物质发生化学反应。写出序号表示反应的化学方程式：①_____________________________________；②_____________________________________；③______________________________________。3Mg＋N2Mg3N2N2＋3H22NH3N2＋O22NO氮氧化物N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5氮元素化合价＋1＋2＋3＋4＋53.氮的氧化物(1)氮的氧化物物质NONO2氮元素化合价＋2＋4物理性质无色不溶于水的气体________色、有刺激性气味的气体、易液化、易溶于水化学性质O22NO＋O2===2NO2不反应H2O不反应_________________________(2)NO和NO2

的性质比较红棕3NO2＋H2O===2HNO3＋NO物质NONO2化学性质H2O、O2______________________________________________________________氧化性有氧化性，但通常情况下表现出还原性有氧化性，可以和O2一样支持某些金属和非金属的燃烧(如Mg、C等)(续表)4NO2＋2H2O＋O2===4HNO34NO＋2H2O＋3O2===4HNO3物质NONO2化学性质对环境的影响有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一制法试剂Cu和稀硝酸反应Cu和浓硝酸反应收集通常用排水法收集通常用向上排空气法收集(续表)

(1)N2O俗称笑气，有麻醉作用。只有N2O3

和N2O5

是酸性氧化物，其余均不是。 (2)氮的氧化物都有毒，其中NO2

与N2O4

之间存在平衡：2NO2N2O4，在阿伏加德罗常数问题中要考虑该平衡的存在。(3)NO、CO均能与血红蛋白结合而使人中毒。(4)氮氧化物的污染电子式密度气味水溶性沸点比空气的小有刺激性气味极易溶于水(1∶700)较低，易液化，液氨可用作制冷剂考点二氨和铵盐1.氨的分子结构和物理性质2.氨的化学性质白3.铵盐(1)铵盐的物理性质绝大多数铵盐都是______色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质NH4ClNH3↑＋HCl↑NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O蓝色4.氨的实验室制法(1)原理及装置

一般通过加热NH4Cl和Ca(OH)2

的混合物制备氨气，化学方程式为____________________________________________。实验装置如图所示：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)流程分析考点三硝酸1.物理性质挥发硝酸是无色、易______的液体，有刺激性气味。2.化学性质(1)不稳定性浓硝酸不稳定，见光或受热易发生分解，化学方程式为____________________________________。4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑

(2)强氧化性与金属反应稀硝酸与铜反应的化学方程式：________________________________________________浓硝酸与铜反应的化学方程式：________________________________________________3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O与非金属反应浓硝酸与C反应的化学方程式：________________________________________________与还原性化合物反应硝酸可氧化Fe2+、H2S、SO2、Na2SO3、HI等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：________________________________________________(续表)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(3)与有机物的反应①与反应(取代反应)：＋HNO3(浓)

＋H2O。②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

①浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。②常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，表面生成致密的氧化膜，并非不发生反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。考点四环境保护绿色化学1.环境污染(1)大气污染问题

大气污染是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2

等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾，臭氧层空洞，光化学烟雾，室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2

等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等；其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。(2)水体污染

指大量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水；另一类是植物营养物质污染，如水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染，它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。(3)固体废弃物造成的污染

主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。2.环境保护的措施(1)工业废气的回收利用。(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂等。(3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。3.绿色化学有关概念

(1)核心：利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。

(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：①采用无毒、无害的原料及可再生资源；②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；

④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。

4.原子经济性

美国著名有机化学家B.M.Trost在1991年首先提出“原子经济性”的概念：认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中(如完全的加成反应)达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量，可表示为原子利用率＝目标生成物的质量 ×100%。经济性的反应有两个显著优点：一

反应物的总质量是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。考向1氨的制取及性质1.(2023年泉州模拟)用如图所示装置进行NH3

与CuO反应的实验。下列说法错误的是()A.加入药品前要检验装置的气密性B.a中药品为氯化铵固体C.b中固体变红，可能有Cu2O生成D.c中能收集到氨水，d中可收集到N2

解析：装置中制备氨气并作为反应物，加入药品前要检验装置的气密性，A正确；用于制取NH3，装置特点是“固＋固气体”，选用NH4Cl和Ca(OH)2

固体，a中试剂可能是NH4Cl和Ca(OH)2固体，不能是NH4Cl固体，B错误；b中固体变红，氨与CuO发生氧化还原反应，Cu2O中铜元素为＋1价，故可能有Cu2O生成，C正确；c中过量NH3和水反应形成NH3·H2O，冷凝后能在冰水浴处收集到氨水，发生氧化还原反应时氨中氮元素化合价升高，d中可收集到N2，D正确。答案：B

2.(2023年黄石模拟)氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性，因而具有广泛的应用前景。实验室CrN＋3HCl，装置如制备CrN的反应原理为CrCl3＋NH3图所示：下列说法错误的是()A.装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2

等气体B.装置②④中可分别盛装NaOH溶液、KOH固体C.装置③中也可盛装维生素C，其作用是除去氧气D.装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸

解析：装置①可以用H2O2

溶液(MnO2

作催化剂)制取氧气，用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体，A正确；装置②中盛放NaOH溶液可以吸收NH3

中混有的二氧化碳气体，④中盛放KOH固体可以吸收水分，B正确；装置③中的亚硫酸钠可以除去NH3

中混有的氧气，也可盛装维生素C除去氧气，C正确；装置⑤中产生的尾气含有反应生成的HCl，以及未完全反应的NH3，所以冷却后用水吸收得不到纯盐酸，D错误。答案：D气体发生装置方法加热浓氨水浓氨水＋NaOH固体浓氨水＋CaO固体[归纳提升]实验室制取NH3的其他方法(续表)化学方程式(或原理)化学方程式为NH3·H2O

NH3↑＋H2O

NaOH固体溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解，化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2序号实验过程实验现象及部分结论Ⅰ将铜粉加入试管中，再加入稀硝酸溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气泡时，铜粉有剩余，剩余溶液呈酸性Ⅱ继续向Ⅰ中试管加入少量NaNO3固体又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色Ⅲ取饱和Cu(NO3)2溶液，加入少量固体NaNO3和铜粉无明显变化考向2硝酸的性质及应用3.(2023年大兴一模)某同学进行如下实验：下列说法不正确的是()A.HNO3

氧化性的强弱与其浓度大小有关B.Ⅰ、Ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释

D.用一定浓度的H2SO4与NaNO3

溶液也能使铜粉溶解

解析：将铜粉加入试管中，再加入稀硝酸，稀硝酸与铜反应生成NO、硝酸铜和H2O，溶液变蓝，NO为无色气体，NO遇O2又变为红棕色的NO2；继续向Ⅰ中试管加入少量固体NaNO3，由于铜粉剩余，溶液为酸性，加入硝酸钠，等同于加入了一定量的硝酸，则稀硝酸与铜又反应生成NO、硝酸铜和水，NO气体遇O2

又变为红棕色的NO2，同时可知Ⅰ中剩余溶液呈酸性是硝酸有剩余。向饱和Cu(NO3)2

溶液加入少量固体NaNO3

和铜粉，三者不反应，无明显变化。Ⅰ中有硝酸剩余，但不能将铜全部溶解，故答案：C

4.(2022年衡水中学调研)向200mL2mol·L-1

HNO3

溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，)n(Fe2+)随n(Fe)的变化如图所示。下列说法正确的是( A.该过程中产生标准状况下的氢气4.48L B.向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象 C.图中a＝1.5、b＝1.5 D.当加入铁粉nmol时(0.1<n<0.15)，溶液中n(Fe3+)＝(0.3－2n)mol答案：D原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量[方法技巧]“四法”突破金属与硝酸反应的计算(续表)

考向3氮及其化合物的转化关系及应用

5.(2023年揭阳模拟)下图是某元素常见物质的“价类二维图”，其中d为红棕色气体，f和g均为正盐且焰色试验的火焰为黄色。下列说法不正确的是()A.e的浓溶液可以用铝槽车运输B.气体a、c均可用浓硫酸干燥C.常温下，将充满d的密闭烧瓶置于冰水中，烧瓶内红棕色变浅D.d可与NaOH溶液反应生成f和g答案：B6.(2023年茂名联考)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是()

A.从氮元素的化合价角度考虑，a有还原性 B.b、c都是大气污染物，可引起光化学烟雾 C.d的溶液与金属银反应可生成b、c D.a与d形成的化合物对水的电离没有影响

解析：由题干“价类二维图”可知，a为NH3，b为NO，c答案：D为NO2或N2O4，d为HNO3。a为NH3，NH3中N元素的化合价为－3价，处于最低价，故从氮元素的化合价角度考虑，a有还原性，A正确；b、c分别为NO、N2O4或NO2，都是大气污染物，可引起光化学烟雾，B正确；d为HNO3，则Ag与浓硝酸反应生成NO2，Ag与稀硝酸反应生成NO，故d的溶液与金属银反应可生成b、c，C正确；a为NH3，d为HNO3，a与d形成的化合物(NH4NO3)为强酸弱碱盐，其中弱碱阳离子能够发生水解，故对水的电离有促进作用，D错误。[归纳提升]含氮物质之间的相互转化关系及分析

(1)“歧化反应”——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。

例如，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 (2)“归中反应”——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。例如，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，6NO＋4NH35N2＋6H2O。

考向4“喷泉实验”原理及拓展应用

7.(2023年广东卷)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。)其中，难以达到预期目的的是( A.图1：喷泉实验 B.图2：干燥NH3

C.图3：收集NH3

D.图4：制备NH3

解析：NH3

极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，A正确；P2O5

为酸性氧化物，NH3

具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5

干燥NH3，B错误；NH3

的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，C正确；CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，D正确。答案：B[归纳提升]喷泉实验的发散装置和实验操作

8.(2022年济南联考)如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实相符的是()A.CO2(饱和NaHCO3

溶液)/无色喷泉B.NH3(H2O含石蕊)/蓝色喷泉C.SO2(浓NaOH溶液)/红色喷泉D.HCl(H2O含石蕊)/白色喷泉

解析：要形成喷泉，必须满足气体易溶于水或易与溶液反应，烧瓶内外形成较大的压强差。CO2

难溶于饱和NaHCO3

溶液，不能形成无色喷泉，A错误；NH3

易溶于水，溶液显碱性，形成蓝色喷泉，B正确；SO2

能与NaOH溶液反应，但溶液无色，形成无色喷泉，C错误；HCl易溶于水，显酸性，形成红色喷泉，D错误。答案：B

考向5环境保护绿色化学

9.SO2

属于严重的大气污染物，可用H2

与SO2

高温反应消除SO2

的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示。下列说法正确的是()

A.SO2

排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨 B.可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成 C.在100～200℃时发生的是置换反应 D.工业上可用浓硝酸处理工业尾气中的SO2

解析：酸雨的pH<5.6，A错误；由X＋SO2―→S↓可知X气体为H2S，能与CuSO4

反应，生成黑色的不溶于水和酸的硫化铜沉淀，所以可用CuSO4

溶液检验是否有X气体生成，B正确；在100～200℃时发生的反应为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，不是置换反应，C错误；若用浓硝酸处理工业尾气中的SO2，会产生含氮元素的大气污染物(即氮的氧化物)，D错误。答案：B

10.“践行绿色发展理念，建设美丽中国”要求工业生产符合绿色化学或环境保护理念。原子利用率是衡量绿色化学的重要指)标，下列化工生产工艺是理想的绿色化学工艺的是( A.工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅 B.利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱 C.工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾 D.石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷解析：工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅，反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，A错误；利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱，反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，B错误；工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾过程中铜和浓硫酸反应生成污染性气体二氧化硫，原子利用率不是100%，C错误；石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷：2CH2==CH2＋O2―→

，原子利用率100%，符合“绿色化学”的理念，D正确。答案：D1.(2023年江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是()A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2B.工业制硝酸过程中的物质转化：N2NO

HNO3C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CO N2＋2CO2CaCl2

D.实验室制备少量NH3

的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2＋2NH3↑＋2H2O

解析：Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO＋O2===2NO2

生成NO2，A正确；氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO＋2CON2＋2CO2，C正确；实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正确。答案：B

2.(2022年北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2

与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0下列说法不正确的是()A.气体温度升高后，不利于N2O4

的固定B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2

的去除C.制备HNO3

的原理为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3D.每制备0.4mol硝酸，转移电子数约为6.02×1022

解析：二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，A正确；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，B正确；由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，C正确；四氧